近年來,我國的橋梁建設(shè)進(jìn)入了“建養(yǎng)并重”的可持續(xù)發(fā)展道路,在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn),有相當(dāng)一部分舊橋存在資料丟失或資料不全的狀況,特別是跨鐵路、跨河等復(fù)雜條件下的簡(jiǎn)支梁橋。如何對(duì)缺少設(shè)計(jì)資料、圖紙的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)其當(dāng)前使用表現(xiàn)做出評(píng)價(jià)是急需解決的實(shí)際工程問題。

      實(shí)踐證明,三維掃描技術(shù)可以應(yīng)用到資料丟失或不全的舊橋的變形檢測(cè)中,包括模型幾何尺寸的精確掃描,無設(shè)計(jì)資料橋梁的彈性模量的確定以及在橋梁撓度檢測(cè)中的使用。特別是跨河、跨鐵路等復(fù)雜條件下的橋梁檢測(cè),采用三維掃描儀并保證適當(dāng)?shù)臋z測(cè)距離,可以達(dá)到傳統(tǒng)全站儀、水準(zhǔn)儀的檢測(cè)精度,且具有交互性好、多點(diǎn)測(cè)定等突出優(yōu)勢(shì),可以更準(zhǔn)確的進(jìn)行有限元建模,為更快、更準(zhǔn)確地橋架檢測(cè)提供幫助。

三維掃描現(xiàn)場(chǎng)

設(shè)計(jì)階段

應(yīng)用范圍

施工階段

 設(shè)計(jì)階段

     橋梁設(shè)計(jì)程序，一般分為前期工作及設(shè)計(jì)階段。前期工作包括編制預(yù)可行研究報(bào)告和可行性研究報(bào)告。設(shè)計(jì)階段按“三階段設(shè)計(jì)”，即初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)。在工程可行性論證階段，首先是選擇好橋位，其次是確定橋梁的建設(shè)規(guī)模，同時(shí)還要解決好橋梁與河道、航運(yùn)、城市規(guī)劃以及已有設(shè)施的關(guān)系。采用三維激光掃描技術(shù)建立橋位及周邊區(qū)域的三維數(shù)字模型，設(shè)計(jì)人員在三維數(shù)字模型上反復(fù)嘗試各種橋梁設(shè)計(jì)方案，有利于設(shè)計(jì)人員把控橋梁與周圍環(huán)境、河道城市規(guī)劃、已有建筑物設(shè)施之間的協(xié)調(diào)性和美感。目前，在橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中，越來越多的橋梁遺址保護(hù)設(shè)計(jì)、舊橋加固設(shè)計(jì)。這類橋梁設(shè)計(jì)工作必須建立在對(duì)舊橋有詳細(xì)勘察和測(cè)量的基礎(chǔ)上，同時(shí)，設(shè)計(jì)方案對(duì)橋梁的樣式、外觀盡量盡量保持一致，特別是具有歷史價(jià)值的橋梁。運(yùn)用三維掃描技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)階段就清楚施工后的外觀變化情況，有助于設(shè)計(jì)人員與文物保護(hù)單位、業(yè)主之間的溝通交流。

 施工階段

     在橋梁施工階段使用三維掃描技術(shù)就不得不提到BIM模型。BIM是Building Information Modeling的縮寫，即建筑信息模型。BIM具有的三維可視化特點(diǎn)離不開三維數(shù)字建模的支撐，而具有快速、高精度獲取外觀結(jié)構(gòu)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維掃描技術(shù)，是建筑信息模型最好的選擇。三維掃描技術(shù)不需要對(duì)掃描目標(biāo)做任何準(zhǔn)備工作，通過海量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)展示目標(biāo)表面的三維信息。三維掃描獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件，轉(zhuǎn)換成可使用的模型數(shù)據(jù)，可以與橋梁的設(shè)計(jì)模型、BIM模型進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)查找施工現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)模型的誤差，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的把控。三維掃描技術(shù)和BIM模型可以解決在橋梁施工前和施工中的質(zhì)量管理問題。在橋梁施工后期使用三維掃描技術(shù)獲取整橋的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立與CAD設(shè)計(jì)模型對(duì)比分析的整橋?qū)嶋H三維數(shù)字模型，為質(zhì)量監(jiān)控和驗(yàn)收工作提供良好的數(shù)據(jù)。

      運(yùn)營維護(hù)階段三維掃描技術(shù)在橋梁運(yùn)營維護(hù)階段，主要用于橋梁變形健康檢測(cè)，相對(duì)于傳統(tǒng)的橋梁變形檢測(cè)手段而言，具有不需要事前埋設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，不需要接觸測(cè)量物體，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高精度模型建立，通過對(duì)比分析，能快速精確地反映出橋梁總體的變形趨勢(shì)和局部的變形量。

三維掃描技術(shù)用于橋梁變形檢測(cè)具有很強(qiáng)的工程適用性。三維掃描技術(shù)用于橋梁變形檢測(cè)，為橋梁變形檢測(cè)提供了一種新的方法。

Faro三維激光掃描儀

掃描范圍：0.6-350m
HDR照片記錄：2x/3x/5x
測(cè)量速度：高達(dá)976000點(diǎn)/秒
測(cè)距誤差：±1mm
防護(hù)等級(jí)：IP54級(jí)
內(nèi)置補(bǔ)償功能
配件支架
測(cè)角精度：（垂直/水平角）19 arcsec
內(nèi)置彩色相機(jī)：高達(dá)1.65億像素
激光等級(jí)：1級(jí)
重量：4.2KG
多傳感器：GPS、指南針、高度傳感器、雙軸補(bǔ)償器
尺寸：230x183x103mm
掃描儀控制：通過觸摸屏或WLAN控制

四、小結(jié)

通過手持式激光三維掃描儀快速準(zhǔn)確地獲取了該工件的數(shù)據(jù)，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，為電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確、便利的方案。